JP2017021291A - Image projection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像投影装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus.
パソコンやデジタルカメラ等から送信される画像データに基づいて、光源から照射される光を用いて画像を生成し、生成された画像を、レンズを含む光学系を通してスクリーン等に投影する画像投影装置（典型的にはプロジェクタ）が知られている。このような画像投影装置の設置時の調整を容易にするために、光源からの光を画像信号に基づき変調する光変調素子と、光変調素子を透過した光を投射する投射光学系との相対位置を変更する技術が知られている。 Based on image data transmitted from a personal computer, a digital camera or the like, an image projection apparatus (image projection apparatus) that generates an image using light emitted from a light source and projects the generated image onto a screen or the like through an optical system including a lens A projector is typically known. In order to facilitate adjustment at the time of installation of such an image projection apparatus, a relative relationship between a light modulation element that modulates light from a light source based on an image signal and a projection optical system that projects light transmitted through the light modulation element A technique for changing the position is known.
例えば特許文献１には、光変調素子の位置を短い周期で例えば半画素分変位させることで、投射される画像の画素数を増大させ、高解像度化を図る技術が開示されている。また、特許文献２には、撮像素子の位置を変化させる技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for increasing the number of pixels of a projected image and increasing the resolution by displacing the position of the light modulation element by, for example, a half pixel in a short cycle. Patent Document 2 discloses a technique for changing the position of an image sensor.
ここで、光変調素子を冷却するためには、ヒートシンクなどの冷却部材を備えた構成とする必要がある。しかし、冷却部材は光変調素子に比べて重く、光変調素子と冷却部材とを移動させて光変調素子の位置を変位させる場合、光変調素子を精度良く移動させることが困難となる。特に、鉛直方向に光変調素子を変位させる場合、冷却部材の重量によって光変調素子を精度良く移動させることができないという問題がある。すなわち、従来では、光変調素子を安定して移動させることは困難であった。 Here, in order to cool the light modulation element, it is necessary to have a configuration including a cooling member such as a heat sink. However, the cooling member is heavier than the light modulation element, and when the position of the light modulation element is displaced by moving the light modulation element and the cooling member, it is difficult to move the light modulation element with high accuracy. In particular, when the light modulation element is displaced in the vertical direction, there is a problem that the light modulation element cannot be accurately moved due to the weight of the cooling member. That is, conventionally, it has been difficult to move the light modulation element stably.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光源から照射された光を用いて画像を生成する光変調素子と、前記光源から照射された光を前記光変調素子へ導く照明光学手段と、前記光変調素子により生成された画像を投影する投影手段と、前記光変調素子を冷却する冷却部材と、前記光変調素子を、前記照明光学手段に対して移動可能に支持する可動部材と、前記冷却部材を、前記照明光学手段に対して移動不可能に支持する固定部材と、を備える画像投影装置である。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a light modulation element that generates an image using light emitted from a light source, and guides light emitted from the light source to the light modulation element. Illumination optical means, projection means for projecting an image generated by the light modulation element, a cooling member for cooling the light modulation element, and the light modulation element are supported to be movable with respect to the illumination optical means. An image projection apparatus comprising: a movable member; and a fixed member that supports the cooling member so as not to move with respect to the illumination optical unit.
本発明によれば、光変調素子を安定して移動させることができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the light modulation element can be moved stably.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
＜画像投影装置の構成＞
図１は、本実施の形態における画像投影装置１を例示する図である。
<Configuration of image projector>
FIG. 1 is a diagram illustrating an image projection apparatus 1 according to the present embodiment.
画像投影装置１は、出射窓３と、外部Ｉ／Ｆ９と、外気を吸気する吸気口と、を有し、投影画像を生成する光学エンジンが内部に設けられている。画像投影装置１は、例えば外部Ｉ／Ｆ９に接続されるパソコンやデジタルカメラから画像データを受信する。そして、画像投影装置１の光学エンジンは、受信した画像データに基づいて画像（以下、投影画像と称する場合がある）を生成し、図１に示されるように出射窓３からスクリーンＳに画像を投影する。 The image projection apparatus 1 includes an exit window 3, an external I / F 9, and an intake port that sucks outside air, and an optical engine that generates a projection image is provided inside. The image projection apparatus 1 receives image data from, for example, a personal computer or a digital camera connected to the external I / F 9. Then, the optical engine of the image projector 1 generates an image (hereinafter sometimes referred to as a projected image) based on the received image data, and the image is output from the exit window 3 to the screen S as shown in FIG. Project.
なお、以下に示す図面において、Ｙ方向は画像投影装置１の幅方向、Ｘ方向は画像投影装置１の奥行き方向、Ｚ方向は画像投影装置１の高さ方向である。本実施の形態では、画像投影装置１は、ＸＹ平面を水平面とし、Ｚ方向が鉛直方向（重力の方向）であるものとして説明する。 In the drawings shown below, the Y direction is the width direction of the image projection apparatus 1, the X direction is the depth direction of the image projection apparatus 1, and the Z direction is the height direction of the image projection apparatus 1. In the present embodiment, the image projection apparatus 1 will be described assuming that the XY plane is a horizontal plane and the Z direction is the vertical direction (the direction of gravity).
図２は、本実施の形態における画像投影装置１の機能構成を例示するブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the image projection apparatus 1 according to the present embodiment.
図２に示されるように、画像投影装置１は、電源４と、メインスイッチ（ＳＷ）５と、操作部７と、外部Ｉ／Ｆ９と、システムコントロール部１０と、ファン２０と、光学エンジン１５と、を有する。 As shown in FIG. 2, the image projection apparatus 1 includes a power source 4, a main switch (SW) 5, an operation unit 7, an external I / F 9, a system control unit 10, a fan 20, and an optical engine 15. And having.
電源４は、商用電源に接続され、画像投影装置１の内部回路用に電圧および周波数を変換し、システムコントロール部１０、ファン２０、光学エンジン１５等に給電する。 The power source 4 is connected to a commercial power source, converts voltage and frequency for the internal circuit of the image projection apparatus 1, and supplies power to the system control unit 10, the fan 20, the optical engine 15, and the like.
ＳＷ５は、ユーザによる画像投影装置１のＯＮ／ＯＦＦ操作に用いられる。電源４が電源コード等を介して商用電源に接続された状態で、ＳＷ５がＯＮに操作されると、電源４が画像投影装置１の各部への給電を開始し、ＳＷ５がＯＦＦに操作されると、電源４が画像投影装置１の各部への給電を停止する。 SW5 is used for ON / OFF operation of the image projection apparatus 1 by the user. When the power source 4 is connected to a commercial power source via a power cord or the like and the SW 5 is turned on, the power source 4 starts to supply power to each part of the image projection apparatus 1 and the SW 5 is turned off. Then, the power source 4 stops the power supply to each part of the image projection apparatus 1.
操作部７は、ユーザによる各種操作を受け付けるボタン等であり、例えば画像投影装置１の筐体に設けられている。操作部７は、例えば投影画像の大きさ、色調、ピント調整等のユーザによる操作を受け付ける。操作部７が受け付けたユーザ操作は、システムコントロール部１０に送られる。 The operation unit 7 is a button or the like for receiving various operations by the user, and is provided on the housing of the image projection apparatus 1, for example. The operation unit 7 accepts user operations such as the size, color tone, and focus adjustment of the projected image. The user operation accepted by the operation unit 7 is sent to the system control unit 10.
ファン２０は、システムコントロール部１０の制御により回転し、吸気口２から吸気した空気によって、光学エンジン１５の光源３０を冷却する。 The fan 20 rotates under the control of the system control unit 10 and cools the light source 30 of the optical engine 15 by the air sucked from the air inlet 2.
外部Ｉ／Ｆ９は、例えばパソコン、デジタルカメラ等に接続される接続端子を有し、接続された機器から送信される画像データをシステムコントロール部１０に出力する。 The external I / F 9 has a connection terminal connected to, for example, a personal computer or a digital camera, and outputs image data transmitted from the connected device to the system control unit 10.
光学エンジン１５は、光源３０と、照明光学ユニット４０と、画像生成ユニット５０と、投影ユニット６０とを有する。光学エンジン１５は、システムコントロール部１０の制御により、スクリーンＳに画像を投影する。 The optical engine 15 includes a light source 30, an illumination optical unit 40, an image generation unit 50, and a projection unit 60. The optical engine 15 projects an image on the screen S under the control of the system control unit 10.
光源３０は、例えば水銀高圧ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ等である。光源３０は、システムコントロール部１０によって制御され、照明光学ユニット４０に光を照射する。 The light source 30 is, for example, a mercury high pressure lamp, a xenon lamp, an LED, or the like. The light source 30 is controlled by the system control unit 10 to irradiate the illumination optical unit 40 with light.
照明光学ユニット４０は、照明光学手段の一例である。照明光学ユニット４０は、光源３０から照射された光を画像生成ユニット５０のＤＭＤ５５１（詳細後述）へ導く。照明光学ユニット４０は、例えば、カラーホイール、ライトトンネル、リレーレンズ等を有する。光源３０から照射された光は、照明光学ユニット４０によって、ＤＭＤ５５１へ導かれる。 The illumination optical unit 40 is an example of illumination optical means. The illumination optical unit 40 guides the light emitted from the light source 30 to the DMD 551 (detailed later) of the image generation unit 50. The illumination optical unit 40 includes, for example, a color wheel, a light tunnel, a relay lens, and the like. The light emitted from the light source 30 is guided to the DMD 551 by the illumination optical unit 40.
画像生成ユニット５０は、画像生成手段の一例である。画像生成ユニット５０は、固定ユニット５１と、可動ユニット５５と、を有する。固定ユニット５１は、画像投影装置１の筐体に固定されおり、照明光学ユニット４０に対して移動不可能である。可動ユニット５５は、照明光学ユニット４０に対して移動可能に設けられている。 The image generation unit 50 is an example of an image generation unit. The image generation unit 50 includes a fixed unit 51 and a movable unit 55. The fixed unit 51 is fixed to the housing of the image projection apparatus 1 and cannot move with respect to the illumination optical unit 40. The movable unit 55 is provided so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40.
可動ユニット５５は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ（以下、単に「ＤＭＤ」という））５５１と、可動部材５５Ａと、を少なくとも有する。 The movable unit 55 includes at least a digital micromirror device (DMD: Digital Micromirror Device (hereinafter simply referred to as “DMD”)) 551 and a movable member 55A.
ＤＭＤ５５１は、光変調素子の一例である。ＤＭＤ５５１は、光源３０から照射された光を用いて画像を生成する。 The DMD 551 is an example of a light modulation element. The DMD 551 generates an image using light emitted from the light source 30.
ＤＭＤ５５１は、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を有する。ＤＭＤ５５１は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面（画像生成面と称する場合もある）を有する。ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーは、鏡面がねじれ軸周りに傾動可能に設けられており、システムコントロール部１０から送信される画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ駆動される。 The DMD 551 has an image generation surface on which a plurality of movable micromirrors are arranged in a grid pattern. The DMD 551 has a substantially rectangular mirror surface (sometimes referred to as an image generation surface) composed of a plurality of micromirrors. Each micromirror of the DMD 551 is provided so that the mirror surface can tilt around the torsion axis, and is driven ON / OFF based on an image signal transmitted from the system control unit 10.
マイクロミラーは、例えば「ＯＮ」の場合には、光源３０からの光を投影ユニット６０に反射するように傾斜角度が制御される。また、マイクロミラーは、例えば「ＯＦＦ」の場合には、光源３０からの光を不図示のＯＦＦ光板に向けて反射する方向に傾斜角度が制御される。 For example, when the micromirror is “ON”, the inclination angle is controlled so that the light from the light source 30 is reflected to the projection unit 60. When the micromirror is “OFF”, for example, the inclination angle is controlled in a direction in which light from the light source 30 is reflected toward an OFF light plate (not shown).
このように、ＤＭＤ５５１は、システムコントロール部１０から送信される画像信号によって各マイクロミラーの傾斜角度が制御され、光源３０から照射されて照明光学ユニット４０を通った光を変調し、投影画像を生成する。言い換えると、ＤＭＤ５５１は、各マイクロミラーを個別に駆動することで、画素ごとに光の投射を制御することができる。 As described above, the DMD 551 controls the inclination angle of each micromirror by the image signal transmitted from the system control unit 10, modulates the light emitted from the light source 30 and passed through the illumination optical unit 40, and generates a projection image. To do. In other words, the DMD 551 can control the projection of light for each pixel by driving each micromirror individually.
可動部材５５Ａは、ＤＭＤ５５１を、照明光学ユニット４０に対して移動可能に支持する部材である（詳細後述）。本実施の形態では、可動部材５５Ａは、ＤＭＤ５５１を、ＤＭＤ５５１の画像生成面がＺＹ平面と一致するように支持すると共に、該ＺＹ平面に沿って移動可能にＤＭＤ５５１を支持する。可動部材５５Ａは、システムコントロール部１０の制御によって制御されることで移動し、可動部材５５Ａの移動によって、可動部材５５Ａによって支持されたＤＭＤ５５１が照明光学ユニット４０に対して移動する。 The movable member 55A is a member that supports the DMD 551 so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40 (details will be described later). In the present embodiment, the movable member 55A supports the DMD 551 so that the image generation surface of the DMD 551 coincides with the ZY plane, and supports the DMD 551 so as to be movable along the ZY plane. The movable member 55A moves under the control of the system control unit 10, and the DMD 551 supported by the movable member 55A moves relative to the illumination optical unit 40 by the movement of the movable member 55A.
固定ユニット５１は、固定部材５１Ａと、ヒートシンク７０と、を有する。 The fixing unit 51 includes a fixing member 51 </ b> A and a heat sink 70.
ヒートシンク７０は、冷却部材の一例である。ヒートシンク７０は、ＤＭＤ５５１を冷却する。ヒートシンク７０は、ＤＭＤ５５１の温度上昇を抑制し、ＤＭＤ５５１の温度上昇による動作不良や故障等といった不具合の発生を低減する。 The heat sink 70 is an example of a cooling member. The heat sink 70 cools the DMD 551. The heat sink 70 suppresses the temperature rise of the DMD 551 and reduces the occurrence of malfunctions such as malfunction and failure due to the temperature rise of the DMD 551.
固定部材５１Ａは、ヒートシンク７０を、照明光学ユニット４０に対して移動不可能に支持する部材である。 The fixing member 51 </ b> A is a member that supports the heat sink 70 so as not to move with respect to the illumination optical unit 40.
すなわち、本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動可能に配置されている。一方、ＤＭＤ５５１を冷却するヒートシンク７０は、固定部材５１Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動不可能に配置、すなわち、固定されている。 That is, in the present embodiment, DMD 551 is arranged to be movable with respect to illumination optical unit 40 by movable member 55A. On the other hand, the heat sink 70 that cools the DMD 551 is disposed, that is, fixed to the illumination optical unit 40 so as not to move by the fixing member 51A.
投影ユニット６０は、投影手段の一例である。投影ユニット６０は、ＤＭＤ５５１によって生成された画像を、スクリーンＳへ投影する。例えば、投影ユニット６０は、複数の投射レンズ、ミラー等を有し、ＤＭＤ５５１によって生成された画像を拡大してスクリーンＳへ投影する。 The projection unit 60 is an example of a projection unit. The projection unit 60 projects the image generated by the DMD 551 onto the screen S. For example, the projection unit 60 has a plurality of projection lenses, mirrors, etc., and enlarges and projects the image generated by the DMD 551 onto the screen S.
システムコントロール部１０は、画像投影装置１に設けられた各部を制御する。システムコントロール部１０は、画像制御部１１と、移動制御部１２と、を有する。説明の便宜上、ここでは本発明に係る機能を主に例示しているが、システムコントロール部１０が有する機能はこれらに限られるものではない。本実施の形態では、システムコントロール部１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含み、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、システムコントロール部１０の各部の機能（画像制御部１１、および移動制御部１２）が実現される。なお、これに限らず、例えばシステムコントロール部１０の各部の機能（画像制御部１１、移動制御部１２）のうちの少なくとも一部が専用のハードウェア回路（半導体集積回路等）により実現される形態であってもよい。 The system control unit 10 controls each unit provided in the image projection apparatus 1. The system control unit 10 includes an image control unit 11 and a movement control unit 12. For convenience of explanation, the functions according to the present invention are mainly illustrated here, but the functions of the system control unit 10 are not limited to these. In the present embodiment, the system control unit 10 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The CPU executes a program stored in the ROM in cooperation with the RAM, whereby each unit of the system control unit 10 is executed. Functions (image control unit 11 and movement control unit 12) are realized. For example, at least a part of the functions (image control unit 11 and movement control unit 12) of each unit of the system control unit 10 is realized by a dedicated hardware circuit (semiconductor integrated circuit or the like). It may be.
なお、本実施の形態のシステムコントロール部１０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 The program executed by the system control unit 10 according to the present embodiment is a file in an installable or executable format, and is a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versatile Disk). It may be configured to be recorded and provided on a computer-readable recording medium such as USB (Universal Serial Bus), or may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet. Further, various programs may be provided by being incorporated in advance in a nonvolatile recording medium such as a ROM.
画像制御部１１は、外部Ｉ／Ｆ９から入力される画像データに基づいて、スクリーンＳに投影する画像を生成するように、ＤＭＤ５５１を制御する。具体的には、画像制御部１１は、画像データから生成した画像信号に基づいて、ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦ駆動を制御する。これによって、画像制御部１１は、スクリーンＳに投影する画像を生成するように、ＤＭＤ５５１を制御する。 The image control unit 11 controls the DMD 551 so as to generate an image to be projected onto the screen S based on image data input from the external I / F 9. Specifically, the image control unit 11 controls ON / OFF driving of each micromirror of the DMD 551 based on an image signal generated from image data. Accordingly, the image control unit 11 controls the DMD 551 so as to generate an image to be projected on the screen S.
移動制御部１２は、可動ユニット５５の、照明光学ユニット４０に対する移動を制御する。具体的には、移動制御部１２は、可動部材５５Ａの照明光学ユニット４０に対する位置を変位させることで、可動部材５５Ａによって支持されたＤＭＤ５５１を、照明光学ユニット４０に対して移動（変位）させる。 The movement control unit 12 controls the movement of the movable unit 55 with respect to the illumination optical unit 40. Specifically, the movement control unit 12 moves (displaces) the DMD 551 supported by the movable member 55A with respect to the illumination optical unit 40 by displacing the position of the movable member 55A with respect to the illumination optical unit 40.
詳細には、移動制御部１２は、後述する駆動部を制御することで、可動部材５５Ａを固定ユニット５１に対して相対移動させるように制御する。これにより、移動制御部１２は、ＤＭＤ５５１の照明光学ユニット４０に対する位置を変位させる制御を行う。すなわち、移動制御部１２の制御により、ＤＭＤ５５１の照明光学ユニット４０に対する位置が移動（変位）する。 Specifically, the movement control unit 12 controls the movable unit 55 </ b> A to move relative to the fixed unit 51 by controlling a driving unit described later. Thereby, the movement control part 12 performs control which displaces the position with respect to the illumination optical unit 40 of DMD551. That is, the position of the DMD 551 relative to the illumination optical unit 40 is moved (displaced) under the control of the movement control unit 12.
＜光学エンジンの構成＞
次に、光学エンジン１５の各部の構成について説明する。
<Configuration of optical engine>
Next, the configuration of each part of the optical engine 15 will be described.
図３は、本実施の形態における光学エンジン１５を例示する斜視図である。図３（Ａ）は、画像投影装置１の筐体を外した状態の一例を示す斜視図である。図３（Ｂ）は、光学エンジン１５の部分の一例を示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view illustrating the optical engine 15 in the present embodiment. FIG. 3A is a perspective view illustrating an example of a state in which the housing of the image projector 1 is removed. FIG. 3B is a perspective view showing an example of a portion of the optical engine 15.
光学エンジン１５は、光源３０と、照明光学ユニット４０と、画像生成ユニット５０と、投影ユニット６０とを有する。 The optical engine 15 includes a light source 30, an illumination optical unit 40, an image generation unit 50, and a projection unit 60.
光源３０は、照明光学ユニット４０へ光を照射する。照明光学ユニット４０は、光源３０から照射された光を、画像生成ユニット５０のＤＭＤ５５１へ導く。本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ５５１の画像生成面とＺＹ平面とが一致するように配置されている。すなわち、本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ５５１の画像生成面と、水平面に対して直交する平面と、が一致するように、配置されている。 The light source 30 irradiates the illumination optical unit 40 with light. The illumination optical unit 40 guides the light emitted from the light source 30 to the DMD 551 of the image generation unit 50. In the present embodiment, DMD 551 is arranged so that the image generation plane of DMD 551 and the ZY plane coincide. That is, in the present embodiment, the DMD 551 is arranged so that the image generation surface of the DMD 551 coincides with a plane orthogonal to the horizontal plane.
投影ユニット６０は、画像生成ユニット５０に設けられたＤＭＤ５５１で生成された画像を、画像投影装置１の外部へ投影する。 The projection unit 60 projects the image generated by the DMD 551 provided in the image generation unit 50 to the outside of the image projection apparatus 1.
［照明光学ユニット］
図４は、本実施の形態における光学エンジン１５のＸＹ断面の一例を示す模式図である。
[Illumination optical unit]
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an XY cross section of the optical engine 15 in the present embodiment.
照明光学ユニット４０は、カラーホイール４０Ａと、ライトトンネル４０Ｂと、リレーレンズ４０Ｃと、平面ミラー４０Ｄと、凹面ミラー４０Ｅと、を有する。 The illumination optical unit 40 includes a color wheel 40A, a light tunnel 40B, a relay lens 40C, a plane mirror 40D, and a concave mirror 40E.
カラーホイール４０Ａは、例えば、周方向の異なる部分にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色のフィルタの設けられた円盤状部材である。カラーホイール４０Ａは、高速回転することで、光源３０から照射される光を、ＲＧＢの各色に変換する。カラーホイール４０ＡによってＲＧＢの各色に変換された光は、ライトトンネル４０Ｂに到る。 The color wheel 40A is, for example, a disk-shaped member in which filters of each color of R (red), G (green), and B (blue) are provided at different portions in the circumferential direction. The color wheel 40A rotates at a high speed to convert the light emitted from the light source 30 into RGB colors. The light converted into RGB colors by the color wheel 40A reaches the light tunnel 40B.
ライトトンネル４０Ｂは、光源３０から照射された光の輝度分布を均一化するための筒状の光学部品である。より具体的には、ライトトンネル４０Ｂは、板ガラスを内面に貼り合わせた四角筒状の光学部品である。ライトトンネル４０Ｂは、カラーホイール４０Ａを透過したＲＧＢ各色の光を、内面で多重反射することで輝度分布を均一化し、リレーレンズ４０Ｃへ導く。 The light tunnel 40B is a cylindrical optical component for making the luminance distribution of light emitted from the light source 30 uniform. More specifically, the light tunnel 40B is a rectangular cylindrical optical component in which a plate glass is bonded to the inner surface. The light tunnel 40B uniformizes the luminance distribution by multiplely reflecting the light of each color of RGB transmitted through the color wheel 40A on the inner surface, and guides it to the relay lens 40C.
リレーレンズ４０Ｃは、ライトトンネル４０Ｂから出射された光の軸上色収差を補正しつつ平面ミラー４０Ｄへ集光する。平面ミラー４０Ｄは、集光した光を凹面ミラー４０Ｅへ反射する。凹面ミラー４０Ｅは、平面ミラー４０Ｄによって反射された光を拡大し、ＤＭＤ５５１の画像生成面に導く。 The relay lens 40C collects light on the plane mirror 40D while correcting axial chromatic aberration of light emitted from the light tunnel 40B. The plane mirror 40D reflects the collected light to the concave mirror 40E. The concave mirror 40E expands the light reflected by the flat mirror 40D and guides it to the image generation surface of the DMD 551.
このため、光源３０から照射された光は、照明光学ユニット４０によって拡大されてＤＭＤ５５１へ導かれる。すなわち、ＤＭＤ５５１に導かれた光により形成される像（ＤＭＤ５５１と略同等のサイズの像）は、ライトトンネル４０Ｂから照射された光により形成される像（ライトトンネル４０Ｂの光出射側の断面と略同等のサイズの像）を所定の倍率（照明光学ユニット４０の光学系に応じて定まる）だけ拡大した像となる。 For this reason, the light emitted from the light source 30 is magnified by the illumination optical unit 40 and guided to the DMD 551. In other words, an image formed by the light guided to the DMD 551 (an image having a size substantially equal to that of the DMD 551) is an image formed by the light emitted from the light tunnel 40B (substantially the cross section on the light emitting side of the light tunnel 40B). An image of an equivalent size) is enlarged by a predetermined magnification (determined according to the optical system of the illumination optical unit 40).
ＤＭＤ５５１は、凹面ミラー４０Ｅからの反射光を変調して、投影するための画像を生成する。ＤＭＤ５５１で生成された画像は、投影ユニット６０によって外部へ投影される。 The DMD 551 modulates the reflected light from the concave mirror 40E and generates an image for projection. The image generated by the DMD 551 is projected to the outside by the projection unit 60.
投影ユニット６０は、例えば、投影レンズ、折り返しミラー、および曲面ミラーを有する。投影レンズは、複数のレンズを有し、ＤＭＤ５５１によって生成された画像を、折り返しミラーに結像させる。折り返しミラーおよび曲面ミラーは、結像された画像を拡大するように反射し、画像投影装置１の外部のスクリーンＳなどに投影する。 The projection unit 60 includes, for example, a projection lens, a folding mirror, and a curved mirror. The projection lens has a plurality of lenses, and forms an image generated by the DMD 551 on the folding mirror. The folding mirror and the curved mirror reflect the image formed so as to be enlarged, and project it onto the screen S or the like outside the image projector 1.
なお、リレーレンズ４０Ｃ、平面ミラー４０Ｄ、凹面ミラー４０Ｅ、ＤＭＤ５５１、および投影ユニット６０の少なくとも光入射側は、各部品を覆うハウジングによって保持されている。ハウジングの合せ面は、シール材によって密閉された防塵構造となっていることが好ましい。 Note that at least the light incident side of the relay lens 40C, the flat mirror 40D, the concave mirror 40E, the DMD 551, and the projection unit 60 is held by a housing that covers each component. It is preferable that the mating surfaces of the housing have a dustproof structure sealed with a sealing material.
［画像生成ユニット］
図５は、本実施の形態における画像生成ユニット５０を例示する斜視図である。また、図６は、本実施の形態における画像生成ユニット５０を例示する、ＸＺ平面の断面図である。
[Image generation unit]
FIG. 5 is a perspective view illustrating the image generation unit 50 in the present embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view of the XZ plane illustrating the image generation unit 50 in the present embodiment.
画像生成ユニット５０は、可動ユニット５５と、固定ユニット５１と、を含む。 The image generation unit 50 includes a movable unit 55 and a fixed unit 51.
固定ユニット５１は、固定部材５１Ａと、ヒートシンク７０と、を備える。固定部材５１Ａは、上述したように、ヒートシンク７０を照明光学ユニット４０に対して移動不可能に支持する。 The fixing unit 51 includes a fixing member 51 </ b> A and a heat sink 70. As described above, the fixing member 51A supports the heat sink 70 so as not to move with respect to the illumination optical unit 40.
固定部材５１Ａは、トッププレート５１１と、ベースプレート５１２と、を有する。トッププレート５１１およびベースプレート５１２は、板面がＺＹ平面に平行となるように配置された板状部材である。トッププレート５１１とベースプレート５１２とは、Ｘ方向に所定の間隙を介して平行に設けられており、照明光学ユニット４０に固定されている。 The fixing member 51 </ b> A includes a top plate 511 and a base plate 512. The top plate 511 and the base plate 512 are plate-like members arranged so that the plate surfaces are parallel to the ZY plane. The top plate 511 and the base plate 512 are provided in parallel in the X direction with a predetermined gap, and are fixed to the illumination optical unit 40.
ベースプレート５１２の、トッププレート５１１の反対側の面には、ヒートシンク７０が固定されている。このため、ヒートシンク７０は、固定部材５１Ａによって、照明光学ユニット４０に対して移動不可能に固定された状態で支持されている。 A heat sink 70 is fixed to the surface of the base plate 512 opposite to the top plate 511. For this reason, the heat sink 70 is supported by the fixing member 51 </ b> A in a state in which it is fixed so as not to move with respect to the illumination optical unit 40.
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１と、可動部材５５Ａと、を備える。可動部材５５Ａは、上述したように、ＤＭＤ５５１を照明光学ユニット４０に対して移動可能に支持する。 The movable unit 55 includes a DMD 551 and a movable member 55A. As described above, the movable member 55A supports the DMD 551 so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40.
可動部材５５Ａは、可動プレート５５２と、結合プレート５５３と、を有し、固定ユニット５１に対して移動可能に支持されている。可動プレート５５２および結合プレート５５３は、板面がＺＹ平面に平行となるように配置された板状部材である。可動プレート５５２と結合プレート５５３とは、Ｘ方向に所定の間隙を介して平行に設けられており、一端部（本実施の形態ではＺ方向の一端部）が結合されている。 The movable member 55 </ b> A includes a movable plate 552 and a coupling plate 553, and is supported so as to be movable with respect to the fixed unit 51. The movable plate 552 and the coupling plate 553 are plate-like members arranged so that the plate surfaces are parallel to the ZY plane. The movable plate 552 and the coupling plate 553 are provided in parallel in the X direction with a predetermined gap, and one end portion (one end portion in the Z direction in this embodiment) is coupled.
可動部材５５Ａの可動プレート５５２は、固定部材５１Ａのトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に配置されている。すなわち、本実施の形態では、可動プレート５５２、結合プレート５５３、トッププレート５１１、およびベースプレート５１２は、ＺＹ平面に平行な板状部材であり、該ＺＹ平面に沿った板面が互いにＸ方向に沿って平行に配置されている。また、可動プレート５５２は、ＺＹ平面に沿って移動可能に配置されている。 The movable plate 552 of the movable member 55A is disposed between the top plate 511 and the base plate 512 of the fixed member 51A. That is, in the present embodiment, the movable plate 552, the coupling plate 553, the top plate 511, and the base plate 512 are plate-like members parallel to the ZY plane, and the plate surfaces along the ZY plane are along the X direction. Are arranged in parallel. The movable plate 552 is arranged so as to be movable along the ZY plane.
可動部材５５Ａの結合プレート５５３は、可動プレート５５２との間に固定部材５１Ａのベースプレート５１２を挟んで、可動プレート５５２に固定されている。結合プレート５５３には、ＤＭＤ５５１が固定して設けられている。結合プレート５５３は、可動プレート５５２に固定されることで、可動プレート５５２およびＤＭＤ５５１と共に、固定ユニット５１および照明光学ユニット４０に対して移動可能に支持されている。 The coupling plate 553 of the movable member 55A is fixed to the movable plate 552 with the base plate 512 of the fixed member 51A sandwiched between the movable plate 552 and the movable plate 552. DMD 551 is fixedly provided on coupling plate 553. The coupling plate 553 is supported by the movable plate 552 so as to be movable with respect to the fixed unit 51 and the illumination optical unit 40 together with the movable plate 552 and the DMD 551.
すなわち、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって支持されることで、可動部材５５ＡのＺＹ平面に沿った移動に伴い、ＺＹ平面に沿って移動可能となっている。なお、ＺＹ平面に沿った移動、とは、ＺＹ平面に沿って回転、Ｚ方向または反Ｚ方向への移動、Ｙ方向または反Ｙ方向への移動、を意味する。 That is, the DMD 551 is supported by the movable member 55A, and can move along the ZY plane as the movable member 55A moves along the ZY plane. The movement along the ZY plane means rotation along the ZY plane, movement in the Z direction or anti-Z direction, and movement in the Y direction or anti-Y direction.
（固定ユニット）
図７は、本実施の形態における固定ユニット５１を例示する斜視図である。また、図８は、本実施の形態における固定ユニット５１の固定部材５１Ａを例示する分解斜視図である。
(Fixed unit)
FIG. 7 is a perspective view illustrating the fixed unit 51 in the present embodiment. FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a fixing member 51A of the fixing unit 51 in the present embodiment.
図７および図８に示されるように、固定ユニット５１は、固定部材５１Ａと、固定部材５１Ａによって支持されたヒートシンク７０と、を有する。 As shown in FIGS. 7 and 8, the fixing unit 51 includes a fixing member 51A and a heat sink 70 supported by the fixing member 51A.
固定部材５１Ａは、トッププレート５１１と、ベースプレート５１２と、を少なくとも含む。トッププレート５１１およびベースプレート５１２は、平板状の板状部材から形成され、それぞれ、可動ユニット５５のＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔５１３，５１４が設けられている。また、トッププレート５１１およびベースプレート５１２は、複数の支柱５１５によって、所定の間隙を介して平行に設けられている。 The fixing member 51A includes at least a top plate 511 and a base plate 512. The top plate 511 and the base plate 512 are formed of flat plate-like members, and central holes 513 and 514 are provided at positions corresponding to the DMD 551 of the movable unit 55, respectively. The top plate 511 and the base plate 512 are provided in parallel by a plurality of support columns 515 with a predetermined gap therebetween.
支柱５１５は、図８に示されるように、上端部（矢印Ｘ方向の一端部）がトッププレート５１１に形成されている支柱孔５１６に圧入され、雄ねじ溝の形成された下端部（矢印Ｘ方向の他端部）がベースプレート５１２に形成されている支柱孔５１７に挿入される。支柱５１５は、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に一定の間隔を形成し、トッププレート５１１とベースプレート５１２とを、板面（ＺＹ平面に沿った板面）が平行となるように支持する。 As shown in FIG. 8, the support column 515 is press-fitted into a support hole 516 formed in the top plate 511 at the upper end (one end in the arrow X direction), and the lower end (in the arrow X direction) in which the male screw groove is formed. Is inserted into a support hole 517 formed in the base plate 512. The support columns 515 form a fixed interval between the top plate 511 and the base plate 512, and support the top plate 511 and the base plate 512 so that the plate surfaces (plate surfaces along the ZY plane) are parallel to each other.
また、トッププレート５１１およびベースプレート５１２には、支持球体５２１を回転可能に保持する支持孔５２２，５２６がそれぞれ複数形成されている。 The top plate 511 and the base plate 512 are formed with a plurality of support holes 522 and 526 for holding the support sphere 521 in a rotatable manner.
トッププレート５１１の支持孔５２２には、内周面に雌ねじ溝を有する円筒状の保持部材５２３が挿入される。保持部材５２３は、支持球体５２１を回転可能に保持し、位置調整ねじ５２４が上から挿入される。ベースプレート５１２の支持孔５２６は、下端側が蓋部材５２７によって塞がれ、支持球体５２１を回転可能に保持する。 A cylindrical holding member 523 having an internal thread groove on the inner peripheral surface is inserted into the support hole 522 of the top plate 511. The holding member 523 rotatably holds the support sphere 521, and the position adjusting screw 524 is inserted from above. The lower end side of the support hole 526 of the base plate 512 is closed by the lid member 527, and the support sphere 521 is rotatably held.
トッププレート５１１およびベースプレート５１２の支持孔５２２，５２６に回転可能に保持される支持球体５２１は、それぞれトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に配置される可動プレート５５２に接触し、可動プレート５５２を移動可能に支持する。 The support spheres 521 rotatably held in the support holes 522 and 526 of the top plate 511 and the base plate 512 are in contact with the movable plate 552 disposed between the top plate 511 and the base plate 512, respectively, and move the movable plate 552. Support as possible.
図７に戻り、ヒートシンク７０は、スプリングおよび段ねじによって、ベースプレート５１２に固定されている。なお、本実施の形態では、ヒートシンク７０が、ベースプレート５１２に固定された形態を一例として説明するが、ヒートシンク７０は、トッププレート５１１に固定されていてもよい。トッププレート５１１またはベースプレート５１２に固定されることによって、ヒートシンク７０は、固定部材５１Ａによって支持される。 Returning to FIG. 7, the heat sink 70 is fixed to the base plate 512 by springs and step screws. In the present embodiment, a configuration in which the heat sink 70 is fixed to the base plate 512 will be described as an example. However, the heat sink 70 may be fixed to the top plate 511. By fixing to the top plate 511 or the base plate 512, the heat sink 70 is supported by the fixing member 51A.
図５に戻り、固定部材５１Ａは、上述した複数の支持球体５２１を介して可動部材５５Ａ内の可動プレート５５２を挟み込むことによって、可動部材５５Ａを支持する。これによって、可動部材５５Ａは、照明光学ユニット４０に対して移動可能（すなわち、ＤＭＤ５５１の画像生成面に平行な面に沿って移動可能）となるように、固定部材５１Ａによって支持される。また、支持球体５２１を用いることで、摺動摩擦の低減を図ることができる。 Returning to FIG. 5, the fixed member 51 </ b> A supports the movable member 55 </ b> A by sandwiching the movable plate 552 in the movable member 55 </ b> A via the plurality of support spheres 521 described above. Accordingly, the movable member 55A is supported by the fixed member 51A so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40 (that is, movable along a plane parallel to the image generation surface of the DMD 551). Further, by using the support sphere 521, sliding friction can be reduced.
図９は、本実施の形態における固定部材５１Ａによる可動プレート５５２の支持構造を説明するための図である。また、図１０は、図９に示されるＡ部分の概略構成を例示する部分拡大図である。 FIG. 9 is a view for explaining a support structure of movable plate 552 by fixed member 51A in the present embodiment. FIG. 10 is a partial enlarged view illustrating the schematic configuration of the portion A shown in FIG.
図９および図１０に示されるように、トッププレート５１１では、支持孔５２２に挿入される保持部材５２３によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。また、ベースプレート５１２では、下端側が蓋部材５２７によって塞がれている支持孔５２６によって支持球体５２１が回転可能に保持されている。 As shown in FIGS. 9 and 10, in the top plate 511, the support sphere 521 is rotatably held by the holding member 523 inserted into the support hole 522. Further, in the base plate 512, the support sphere 521 is rotatably held by the support hole 526 whose lower end side is closed by the lid member 527.
各支持球体５２１は、支持孔５２２，５２６から少なくとも一部分が突出するように保持され、トッププレート５１１とベースプレート５１２との間に設けられる可動プレート５５２に接触して支持する。可動プレート５５２は、回転可能に設けられている複数の支持球体５２１により、トッププレート５１１およびベースプレート５１２と平行で、且つ、ＺＹ平面に平行な方向に移動可能に、Ｘ方向の両面から支持される。 Each support sphere 521 is held so that at least a part thereof protrudes from the support holes 522 and 526, and supports and supports a movable plate 552 provided between the top plate 511 and the base plate 512. The movable plate 552 is supported from both sides in the X direction by a plurality of support spheres 521 rotatably provided so as to be movable in a direction parallel to the top plate 511 and the base plate 512 and parallel to the ZY plane. .
また、トッププレート５１１側に設けられている支持球体５２１は、可動プレート５５２とは反対側で接触する位置調整ねじ５２４の位置に応じて、保持部材５２３の一端からの突出量が変化する。位置調整ねじ５２４を用いて支持球体５２１の突出量を変化させることで、トッププレート５１１と可動プレート５５２との間隔を適宜調整できる。 In addition, the amount of protrusion of the support sphere 521 provided on the top plate 511 side from the one end of the holding member 523 varies depending on the position of the position adjusting screw 524 that contacts the opposite side of the movable plate 552. By changing the protruding amount of the support sphere 521 using the position adjusting screw 524, the distance between the top plate 511 and the movable plate 552 can be adjusted as appropriate.
なお、固定部材５１Ａに設けられる支柱５１５、支持球体５２１の数や位置等は、可動プレート５５２を移動可能に支持できればよく、本実施の形態に例示される構成に限られるものではない。 Note that the number, position, and the like of the support columns 515 and the supporting spheres 521 provided on the fixed member 51A are not limited to the configuration exemplified in this embodiment as long as the movable plate 552 can be supported movably.
また、図８に示すように、トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。 Further, as shown in FIG. 8, magnets 531, 532, 533, and 534 are provided on the surface of the top plate 511 on the base plate 512 side.
図１１は、本実施の形態における固定部材５１Ａのトッププレート５１１を例示する底面図である。トッププレート５１１のベースプレート５１２側の面には、磁石５３１，５３２，５３３，５３４が設けられている。 FIG. 11 is a bottom view illustrating the top plate 511 of the fixing member 51A in the present embodiment. Magnets 531, 532, 533, and 534 are provided on the surface of the top plate 511 on the base plate 512 side.
磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、トッププレート５１１の中央孔５１３を囲むように４箇所に設けられている。磁石５３１，５３２，５３３，５３４は、それぞれ長手方向が平行になるように配置された直方体状の２つの磁石で構成され、それぞれ可動プレート５５２に及ぶ磁界を形成する。 The magnets 531, 532, 533, and 534 are provided at four locations so as to surround the central hole 513 of the top plate 511. The magnets 531, 532, 533, and 534 are composed of two rectangular parallelepiped magnets that are arranged so that their longitudinal directions are parallel to each other, and each form a magnetic field that reaches the movable plate 552.
磁石５３１，５３２，５３３，５３４の各々は、可動プレート５５２に各磁石５３１，５３２，５３３，５３４に対向して設けられたコイルとで、可動プレート５５２を移動させる駆動部８０（駆動部８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ）を構成する。 Each of the magnets 531, 532, 533, and 534 is a driving unit 80 (a driving unit 80 A, 80B, 80C, 80D).
すなわち、本実施の形態では、可動ユニット５５（可動部材５５Ａ）を駆動する駆動部８０を、磁石とコイル（ソレノイド）とからなるソレノイドアクチュエータとして構成する場合を一例として説明する。 That is, in the present embodiment, a case where the drive unit 80 that drives the movable unit 55 (movable member 55A) is configured as a solenoid actuator composed of a magnet and a coil (solenoid) will be described as an example.
（可動ユニット）
図１２は、本実施の形態における可動ユニット５５を例示する斜視図である。
(Movable unit)
FIG. 12 is a perspective view illustrating the movable unit 55 in the present embodiment.
可動ユニット５５は、ＤＭＤ５５１と、可動部材５５Ａと、を備える。可動部材５５Ａは、照明光学ユニット４０（すなわち固定部材５１Ａ）に対して移動可能に支持されている。 The movable unit 55 includes a DMD 551 and a movable member 55A. The movable member 55A is supported so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40 (that is, the fixed member 51A).
可動部材５５Ａは、可動プレート５５２と、結合プレート５５３と、トッププレート５１１を保持するＤＭＤ基板５５５と、を有する。可動プレート５５２は、上記したように、固定部材５１Ａのトッププレート５１１とベースプレート５１２との間に配置され、複数の支持球体５２１（図８参照）により、ＺＹ平面に平行な方向に移動可能に支持される。 The movable member 55 </ b> A includes a movable plate 552, a coupling plate 553, and a DMD substrate 555 that holds the top plate 511. As described above, the movable plate 552 is disposed between the top plate 511 and the base plate 512 of the fixed member 51A, and is supported by a plurality of support spheres 521 (see FIG. 8) so as to be movable in a direction parallel to the ZY plane. Is done.
ＤＭＤ基板５５５は、ＤＭＤ５５１を保持し、結合プレート５５３に結合されている。このため、結合プレート５５３は、ＤＭＤ基板５５５によって、ＤＭＤ５５１を固定して保持する。 The DMD substrate 555 holds the DMD 551 and is coupled to the coupling plate 553. For this reason, the coupling plate 553 fixes and holds the DMD 551 by the DMD substrate 555.
可動プレート５５２は、平板状の部材から形成され、ＤＭＤ基板５５５に設けられたＤＭＤ５５１に対応する位置に中央孔を有し、中央孔の周囲にコイル５８１，５８２，５８３，５８４が設けられている。 The movable plate 552 is formed of a flat member, has a central hole at a position corresponding to the DMD 551 provided on the DMD substrate 555, and coils 581, 582, 583, 584 are provided around the central hole. .
コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、それぞれＸ方向に平行な軸を中心として電線が巻き回されることで形成されている。コイル５８１，５８２，５８３，５８４は、可動プレート５５２のトッププレート５１１側の面に形成された凹部に設けられており、カバーで覆われている。そして、可動部材５５Ａが固定部材５１Ａに支持された状態において、コイル５８１，５８２，５８３，５８４の各々は、トッププレート５１１の磁石５３１，５３２，５３３，５３４（図１１参照）の各々に対向する位置に配置されている。 The coils 581, 582, 583, and 584 are formed by winding an electric wire around an axis parallel to the X direction. The coils 581, 582, 583, 584 are provided in a recess formed on the surface of the movable plate 552 on the top plate 511 side, and are covered with a cover. Then, in a state where the movable member 55A is supported by the fixed member 51A, each of the coils 581, 582, 583, 584 is opposed to each of the magnets 531, 532, 533, 534 (see FIG. 11) of the top plate 511. Placed in position.
このため、可動プレート５５２に設けられたコイル５８１，５８２，５８３，５８４の各々と、トッププレート５１１に設けられた磁石５３１，５３２，５３３，５３４の各々と、で、可動プレート５５２（すなわち、可動部材５５Ａ）を移動させる駆動部８０（駆動部８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ）を構成する。 For this reason, each of the coils 581, 582, 583, 584 provided on the movable plate 552 and each of the magnets 531, 532, 533, 534 provided on the top plate 511 are movable plates 552 (that is, movable). The drive part 80 (drive part 80A, 80B, 80C, 80D) which moves member 55A) is comprised.
すなわち、移動制御部１２の制御によって、コイル５８１，５８２，５８３，５８４に電流が流されると、磁石５３１，５３２，５３３，５３４によって形成される磁界により、可動プレート５５２を移動させる駆動力となるローレンツ力が、ＺＹ平面に沿って発生する。 That is, when a current is passed through the coils 581, 582, 583, 584 under the control of the movement control unit 12, a driving force for moving the movable plate 552 is generated by the magnetic field formed by the magnets 531, 532, 533, 534. Lorentz force is generated along the ZY plane.
可動プレート５５２は、磁石５３１，５３２，５３３，５３４とコイル５８１，５８２，５８３，５８４との間で発生する駆動力としてのローレンツ力を受けて、固定ユニット５１（固定部材５１Ａ）に対して、ＺＹ平面において直線的又は回転するように変位する。 The movable plate 552 receives a Lorentz force as a driving force generated between the magnets 531, 532, 533, 534 and the coils 581, 582, 583, 584, and with respect to the fixed unit 51 (fixed member 51A). It is displaced linearly or rotated in the ZY plane.
各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流される電流の大きさおよび向きは、システムコントロール部１０の移動制御部１２によって制御される。 The magnitude and direction of the current flowing through each of the coils 581, 582, 583, 584 is controlled by the movement control unit 12 of the system control unit 10.
移動制御部１２は、各コイル５８１，５８２，５８３，５８４に流す電流の大きさおよび向きによって、可動プレート５５２の移動（回転）方向、移動量や回転角度等を制御する。つまり、移動制御部１２は、駆動部８０を制御することで、照明光学ユニット４０に対してＤＭＤ５５１を移動させる制御を行うことができる。 The movement control unit 12 controls the movement (rotation) direction, the movement amount, the rotation angle, and the like of the movable plate 552 according to the magnitude and direction of the current flowing through the coils 581, 582, 583, 584. That is, the movement control unit 12 can control the DMD 551 to move with respect to the illumination optical unit 40 by controlling the driving unit 80.
駆動部８０（８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ）の配置と、ＤＭＤ５５１を支持した可動部材５５Ａの移動について、具体的に説明する。図１３は、ＤＭＤ５５１を支持した可動部材５５Ａの移動の説明図である。 The arrangement of the drive unit 80 (80A, 80B, 80C, 80D) and the movement of the movable member 55A that supports the DMD 551 will be specifically described. FIG. 13 is an explanatory diagram of the movement of the movable member 55 </ b> A that supports the DMD 551.
図１３（Ａ）に示すように、本実施の形態では、コイル５８１および磁石５３１によって構成される駆動部８０Ａと、コイル５８４および磁石５３４によって構成される駆動部８０Ｄと、は、ＤＭＤ５５１を介してＹ方向に対向配置されている。 As shown in FIG. 13A, in the present embodiment, a drive unit 80A configured by a coil 581 and a magnet 531 and a drive unit 80D configured by a coil 584 and a magnet 534 are provided via a DMD 551. Oppositely arranged in the Y direction.
移動制御部１２が、駆動部８０Ａのコイル５８１と、駆動部８０Ｄのコイル５８４と、に同じ向きの電流を流す制御を行う。すると、これらの駆動部８０Ａと駆動部８０Ｄの各々には、Ｙ方向に平行な方向（矢印Ｂ’１方向、または矢印Ｂ’１方向の逆方向）のローレンツ力が発生する。このため、ＤＭＤ５５１を保持した可動部材５５Ａは、固定部材５１Ａに対して、Ｙ方向に平行な方向（矢印Ｂ１方向、または矢印Ｂ１方向の逆方向）に移動する。 The movement control unit 12 performs control to flow currents in the same direction through the coil 581 of the drive unit 80A and the coil 584 of the drive unit 80D. Then, a Lorentz force in a direction parallel to the Y direction (the direction of the arrow B'1 or the direction opposite to the direction of the arrow B'1) is generated in each of the driving unit 80A and the driving unit 80D. Therefore, the movable member 55A holding the DMD 551 moves in the direction parallel to the Y direction (the direction of the arrow B1 or the direction opposite to the direction of the arrow B1) with respect to the fixed member 51A.
また、図１３（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、コイル５８２および磁石５３２によって構成される駆動部８０Ｂと、コイル５８３および磁石５３３によって構成される駆動部８０Ｃと、は、可動部材５５ＡのＺ方向の一端部の領域に、Ｙ方向に並んで配列されている。 In addition, as shown in FIG. 13B, in this embodiment, the driving unit 80B configured by the coil 582 and the magnet 532 and the driving unit 80C configured by the coil 583 and the magnet 533 are movable members. It is arranged side by side in the Y direction in the region of one end in the Z direction of 55A.
移動制御部１２が、駆動部８０Ｂのコイル５８２と、駆動部８０Ｃのコイル５８３と、に同じ向きの電流を流す制御を行う。すると、これらの駆動部８０Ｂと駆動部８０Ｃの各々には、Ｚ方向（矢印Ｂ’２方向（すなわち鉛直方向）、または矢印Ｂ’２方向の逆方向（反鉛直方向））のローレンツ力が発生する。このため、ＤＭＤ５５１を保持した可動部材５５Ａは、固定部材５１Ａに対して、Ｚ方向に平行な方向（矢印Ｂ２方向、または矢印Ｂ２方向の逆方向）に移動する。 The movement control unit 12 performs control to flow currents in the same direction through the coil 582 of the drive unit 80B and the coil 583 of the drive unit 80C. Then, a Lorentz force is generated in each of the drive unit 80B and the drive unit 80C in the Z direction (the direction of the arrow B′2 (ie, the vertical direction) or the direction opposite to the direction of the arrow B′2 (the anti-vertical direction)). To do. For this reason, the movable member 55A holding the DMD 551 moves in a direction parallel to the Z direction (the direction of the arrow B2 or the direction opposite to the direction of the arrow B2) with respect to the fixed member 51A.
また、図１３（Ｃ）に示すように、移動制御部１２が、駆動部８０Ｂのコイル５８２と、駆動部８０Ｃのコイル５８３と、に、互いに逆向きの電流を流す制御を行う。すると、これらの駆動部８０Ｂと駆動部８０Ｃの各々には、Ｚ方向における互いに逆方向のローレンツ力が発生する（例えば、矢印Ｂ’３方向（すなわち反鉛直方向）と、矢印Ｂ’４方向（すなわち鉛直方向））。この場合、ＤＭＤ５５１を保持した可動部材５５Ａは、固定部材５１Ａに対して、ＺＹ平面に沿って右回りまたは左回り（図１３中、矢印Ｂ３方向参照）に回転する。 Further, as shown in FIG. 13C, the movement control unit 12 performs control to flow currents in opposite directions to the coil 582 of the drive unit 80B and the coil 583 of the drive unit 80C. Then, a Lorentz force in opposite directions in the Z direction is generated in each of the drive unit 80B and the drive unit 80C (for example, the direction of the arrow B′3 (that is, the anti-vertical direction) and the direction of the arrow B′4 ( Ie vertical direction)). In this case, the movable member 55A holding the DMD 551 rotates clockwise or counterclockwise (see the arrow B3 direction in FIG. 13) along the ZY plane with respect to the fixed member 51A.
このように、移動制御部１２は、駆動部８０を制御することで、照明光学ユニット４０に対してＤＭＤ５５１を移動させる制御を行うことができる。なお、ＤＭＤ５５１の移動量は、駆動部８０に印加する電流の強さを調整することで、調整可能である。 In this way, the movement control unit 12 can control the DMD 551 to move with respect to the illumination optical unit 40 by controlling the driving unit 80. The amount of movement of the DMD 551 can be adjusted by adjusting the strength of the current applied to the drive unit 80.
また、移動制御部１２は、ＤＭＤ５５１を、ＺＹ平面に沿って移動させることで、ＤＭＤ５５１の各マイクロミラーに対応する画素の位置を変位させる。例えば、移動制御部１２は、駆動部８０を制御することで、各マイクロミラーの照明光学ユニット４０に対する位置を、鉛直方向（Ｚ方向など）に半画素分周期的に移動させることで、鉛直方向の解像度を高解像度化することができる。また、移動制御部１２は、駆動部８０を制御することによってＤＭＤ５５１の移動方向（回転含む）を調整することで、Ｚ方向およびＹ方向の双方に高解像度化した画像を、ＤＭＤ５５１から照明光学ユニット４０へ導くことができる。このため、スクリーンＳに投影される画像の高解像度化を図ることができる。 In addition, the movement control unit 12 moves the DMD 551 along the ZY plane, thereby displacing the position of the pixel corresponding to each micromirror of the DMD 551. For example, the movement control unit 12 controls the drive unit 80 to periodically move the position of each micromirror with respect to the illumination optical unit 40 by half a pixel in the vertical direction (such as the Z direction). The resolution can be increased. In addition, the movement control unit 12 controls the driving unit 80 to adjust the movement direction (including rotation) of the DMD 551 so that an image whose resolution is increased in both the Z direction and the Y direction is displayed from the DMD 551 to the illumination optical unit. 40. For this reason, the resolution of the image projected on the screen S can be increased.
ここで、上述したように、本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって支持されている。一方、ヒートシンク７０は、固定部材５１Ａによって支持されている。上述したように、ヒートシンク７０は、ＤＭＤ５５１を冷却する部材である。このため、ＤＭＤ５５１を効率よく冷やす観点から、ヒートシンク７０の少なくとも一部は、ＤＭＤ５５１に直接接触、または熱伝導部材を介して接触するように設けられていることが好ましい。 Here, as described above, in the present embodiment, DMD 551 is supported by movable member 55A. On the other hand, the heat sink 70 is supported by the fixing member 51A. As described above, the heat sink 70 is a member that cools the DMD 551. For this reason, from the viewpoint of efficiently cooling the DMD 551, it is preferable that at least a part of the heat sink 70 is provided so as to be in direct contact with the DMD 551 or through a heat conducting member.
図１４は、可動部材５５Ａにおける、ＤＭＤ５５１を保持するＤＭＤ基板５５５の説明図である。 FIG. 14 is an explanatory diagram of the DMD substrate 555 that holds the DMD 551 in the movable member 55A.
図１４（Ａ）は、ＤＭＤ５５１を保持したＤＭＤ基板５５５の斜視図である。図１４（Ｂ）は、ＤＭＤ基板５５５の、ＤＭＤ５５１を保持した側の面の平面図である。図１４（Ｃ）は、ＤＭＤ基板５５５の、ＤＭＤ５５１を保持した側の面とは逆側の面（底面と称する場合がある）の平面図である。 FIG. 14A is a perspective view of the DMD substrate 555 holding the DMD 551. FIG. 14B is a plan view of the surface of the DMD substrate 555 that holds the DMD 551. FIG. 14C is a plan view of a surface (sometimes referred to as a bottom surface) of the DMD substrate 555 opposite to the surface on which the DMD 551 is held.
図１４に示すように、ＤＭＤ基板５５５は、ソケット５５６を介してＤＭＤ５５１を保持する。ＤＭＤ基板５５５の一部には貫通孔５５７が設けられている。ＤＭＤ基板５５５に保持されたＤＭＤ５５１における、画像生成面の逆側の面（背面と称する場合がある）は、この貫通孔５５７を介して、ＤＭＤ基板５５５から露出している。そして、ＤＭＤ５５１の背面における、ヒートシンク７０の接する領域が、ヒートシンク７０によって冷却される冷却面５５１Ａとなる。そして、ＤＭＤ基板５５５の背面における、少なくともこの冷却面５５１Ａには、熱伝導部材７２が配置されている。熱伝導部材７２は、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱的に接続する。 As shown in FIG. 14, the DMD substrate 555 holds the DMD 551 through a socket 556. A through hole 557 is provided in a part of the DMD substrate 555. A surface of the DMD 551 held on the DMD substrate 555 opposite to the image generation surface (sometimes referred to as a back surface) is exposed from the DMD substrate 555 through the through hole 557. A region in contact with the heat sink 70 on the back surface of the DMD 551 becomes a cooling surface 551 </ b> A that is cooled by the heat sink 70. A heat conducting member 72 is disposed on at least the cooling surface 551A on the back surface of the DMD substrate 555. The heat conducting member 72 thermally connects the DMD 551 and the heat sink 70.
ＤＭＤ５５１の背面とヒートシンク７０との間に、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱的に接続する熱伝導部材７２を設けることで、ヒートシンク７０とＤＭＤ５５１間の熱伝導性が向上し、ヒートシンク７０によるＤＭＤ５５１の冷却効果が向上する。 By providing a heat conductive member 72 that thermally connects the DMD 551 and the heat sink 70 between the back surface of the DMD 551 and the heat sink 70, the heat conductivity between the heat sink 70 and the DMD 551 is improved, and the heat sink 70 cools the DMD 551. The effect is improved.
熱伝導部材７２は、熱伝導性を有する部材であればよい。熱伝導部材７２は、熱伝導性を有する樹脂などであってもよく、ＤＭＤ５５１の背面に該樹脂を塗布することで形成してもよい。 The heat conducting member 72 may be a member having heat conductivity. The heat conductive member 72 may be a resin having heat conductivity, or may be formed by applying the resin to the back surface of the DMD 551.
熱伝導部材７２は、熱伝導性を有し、且つ、弾性変形可能なシート状の部材であることが好ましい。弾性変形可能なシート状の部材としては、例えば、ゴム弾性および密着性に優れた熱伝導性シートを用いればよい。 The heat conducting member 72 is preferably a sheet-like member having heat conductivity and elastically deformable. As the elastically deformable sheet-like member, for example, a heat conductive sheet excellent in rubber elasticity and adhesion may be used.
また、熱伝導部材７２には、潤滑性が高く且つ熱伝導性を有する材料を用いてもよい。これにより、ＤＭＤ５５１からヒートシンク７０への放熱と、ＤＭＤ５５１の移動時の潤滑との両立が可能となる。 The heat conducting member 72 may be made of a material having high lubricity and heat conductivity. This makes it possible to achieve both heat dissipation from the DMD 551 to the heat sink 70 and lubrication when the DMD 551 is moved.
なお、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とは、熱的に接続されている必要がある。本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は可動部材５５Ａに支持され、ヒートシンク７０は固定部材５１Ａに支持されている。このため、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱的に密着させた状態を維持することが困難となる場合がある。 Note that the DMD 551 and the heat sink 70 need to be thermally connected. In the present embodiment, DMD 551 is supported by movable member 55A, and heat sink 70 is supported by fixed member 51A. For this reason, it may be difficult to maintain a state in which the DMD 551 and the heat sink 70 are in thermal contact with each other.
一方、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱伝導部材７２を介して接続することで、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを、容易に熱的に密着させることができる。例えば、ＤＭＤ５５１の移動量がＺ方向およびＹ方向共に±２ｍｍであったとする。この場合、ＤＭＤ５５１の最大移動時にも剥がれない程度に十分な厚みの熱伝導部材７２を用いることが好ましい。 On the other hand, by connecting the DMD 551 and the heat sink 70 via the heat conducting member 72, the DMD 551 and the heat sink 70 can be easily and thermally adhered to each other. For example, it is assumed that the movement amount of the DMD 551 is ± 2 mm in both the Z direction and the Y direction. In this case, it is preferable to use the heat conductive member 72 having a thickness sufficient to prevent the DMD 551 from peeling off at the time of maximum movement.
図１５は、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０との位置関係の一例を示す断面図である。 FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the positional relationship between the DMD 551 and the heat sink 70.
ヒートシンク７０は、固定部材５１Ａに支持された状態において、ＤＭＤ基板５５５の貫通孔５５７からＤＭＤ５５１の背面に接する突出部７０Ａを有する。なお、突出部７０Ａは、ＤＭＤ５５１の背面に直接接してもよいし、熱伝導部材７２を介してＤＭＤ５５１の背面に接してもよい。 The heat sink 70 has a protrusion 70A that comes into contact with the back surface of the DMD 551 from the through hole 557 of the DMD substrate 555 in a state where the heat sink 70 is supported by the fixing member 51A. The protruding portion 70 </ b> A may be in direct contact with the back surface of the DMD 551, or may be in contact with the back surface of the DMD 551 through the heat conducting member 72.
図１６および図１７には、ＤＭＤ５５１の冷却面５５１Ａと、ヒートシンク７０の突出部７０Ａと、の位置関係の一例を示した。なお、図１６および図１７は、ＤＭＤ５５１を保持したＤＭＤ基板５５５を、ＤＭＤ基板５５５の底面側から見た平面図である。 16 and 17 show an example of the positional relationship between the cooling surface 551A of the DMD 551 and the protrusion 70A of the heat sink 70. 16 and 17 are plan views of the DMD substrate 555 holding the DMD 551 as viewed from the bottom surface side of the DMD substrate 555. FIG.
図１６に示すように、例えば、ＤＭＤ５５１の冷却面５５１ＡのＺＹ平面の大きさおよび形状が、Ｚ方向１０ｍｍ×Ｙ方向１４．５１ｍｍの矩形状であったとする。また、ＤＭＤ基板５５５の貫通孔５５７のＺＹ平面の大きさおよび形状が、Ｚ方向１９．９ｍｍ×Ｙ方向１３．２５ｍｍの矩形状であったとする。なお、ソケット５５６の開口部とＤＭＤ基板５５５の貫通孔５５７とは、大きさおよび形状が一致しているものとする。 As shown in FIG. 16, for example, it is assumed that the size and shape of the ZY plane of the cooling surface 551A of the DMD 551 is a rectangular shape of 10 mm in the Z direction × 14.51 mm in the Y direction. Further, it is assumed that the size and shape of the ZY plane of the through hole 557 of the DMD substrate 555 is a rectangular shape of 19.9 mm in the Z direction × 13.25 mm in the Y direction. It is assumed that the opening of socket 556 and the through hole 557 of DMD substrate 555 have the same size and shape.
固定部材５１Ａによって支持されることでヒートシンク７０の位置は固定であるが、可動部材５５Ａおよび可動部材５５Ａによって支持されたＤＭＤ５５１の位置は、ＺＹ平面において移動する。このため、この可動部材５５Ａ（およびＤＭＤ５５１）の移動量が最大移動量であった場合であっても、ヒートシンク７０の突出部７０Ａが、ＤＭＤ基板５５５の貫通孔５５７の壁面にぶつからないように調整する必要がある。 The position of the heat sink 70 is fixed by being supported by the fixed member 51A, but the position of the movable member 55A and the DMD 551 supported by the movable member 55A moves in the ZY plane. Therefore, even when the moving amount of the movable member 55A (and DMD 551) is the maximum moving amount, the protrusion 70A of the heat sink 70 is adjusted so as not to hit the wall surface of the through hole 557 of the DMD substrate 555. There is a need to.
例えば、ＤＭＤ５５１の移動量が、Ｚ方向およびＹ方向ともに±２ｍｍであったとする。この場合、ヒートシンク７０の突出部７０ＡにおけるＹ方向の長さを、９．２５ｍｍ以下に予め調整する。また、冷却面５５１ＡのＺ方向の長さが１０ｍｍであることから、ヒートシンク７０の突出部７０ＡにおけるＺ方向の長さを、例えば、１４ｍｍに調整すればよい。なお、実際の設計時には、公差を考慮することが好ましい。 For example, it is assumed that the movement amount of the DMD 551 is ± 2 mm in both the Z direction and the Y direction. In this case, the length of the protrusion 70A of the heat sink 70 in the Y direction is adjusted in advance to 9.25 mm or less. Moreover, since the length of the cooling surface 551A in the Z direction is 10 mm, the length of the protrusion 70A of the heat sink 70 in the Z direction may be adjusted to 14 mm, for example. In actual design, it is preferable to consider tolerances.
なお、図１６は、ＤＭＤ５５１をＺ方向またはＹ方向へ移動させるときに好ましい寸法の一例である。 FIG. 16 shows an example of dimensions preferable when the DMD 551 is moved in the Z direction or the Y direction.
一方、ＤＭＤ５５１をＺＹ平面において回転させる場合、ＤＭＤ５５１の回転を阻害しない設計とすることが好ましい。 On the other hand, when the DMD 551 is rotated in the ZY plane, it is preferable that the design does not hinder the rotation of the DMD 551.
例えば、ＤＭＤ５５１を、ＺＹ平面において３６０°回転させることを想定する。この場合、ヒートシンク７０の突出部７０ＡにおけるＤＭＤ５５１に対向する面の大きさは、Ｙ方向９．２５ｍｍ×Ｚ方向１４ｍｍの矩形状の領域と、直径１４．５１ｍｍの円領域との共通部分より、小さく設計することが好ましい。 For example, assume that the DMD 551 is rotated 360 ° in the ZY plane. In this case, the size of the surface facing the DMD 551 in the protruding portion 70A of the heat sink 70 is smaller than the common part of the rectangular region of 9.25 mm in the Y direction × 14 mm in the Z direction and the circular region of 14.51 mm in diameter. It is preferable to design.
以上説明したように、本実施の形態の画像投影装置１は、ＤＭＤ５５１（光変調素子）と、照明光学ユニット４０（照明光学手段）と、投影ユニット６０（投影手段）と、ヒートシンク７０（冷却部材）と、可動部材５５Ａと、固定部材５１Ａと、を備える。 As described above, the image projection apparatus 1 according to the present embodiment includes the DMD 551 (light modulation element), the illumination optical unit 40 (illumination optical means), the projection unit 60 (projection means), and the heat sink 70 (cooling member). ), A movable member 55A, and a fixed member 51A.
ＤＭＤ５５１は、光源３０から照射された光を用いて画像を生成する。照明光学ユニット４０は、光源３０から照射された光をＤＭＤ５５１へ導く。投影ユニット６０は、ＤＭＤ５５１により生成された画像を投影する。ヒートシンク７０は、ＤＭＤ５５１を冷却する。可動部材５５Ａは、ＤＭＤ５５１を、照明光学ユニット４０に対して移動可能に支持する。固定部材５１Ａは、ヒートシンク７０を照明光学ユニット４０に対して移動不可能に支持する。 The DMD 551 generates an image using light emitted from the light source 30. The illumination optical unit 40 guides the light emitted from the light source 30 to the DMD 551. The projection unit 60 projects the image generated by the DMD 551. The heat sink 70 cools the DMD 551. The movable member 55A supports the DMD 551 so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40. The fixing member 51 </ b> A supports the heat sink 70 so as not to move with respect to the illumination optical unit 40.
このように、本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動可能に配置されている。一方、ＤＭＤ５５１を冷却するヒートシンク７０は、固定部材５１Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動不可能に配置、すなわち、固定されている。 Thus, in the present embodiment, the DMD 551 is disposed so as to be movable with respect to the illumination optical unit 40 by the movable member 55A. On the other hand, the heat sink 70 that cools the DMD 551 is disposed, that is, fixed to the illumination optical unit 40 so as not to move by the fixing member 51A.
このため、ヒートシンク７０の重量によってＤＭＤ５５１の移動が阻害されることが抑制される。従って、本実施の形態では、画像投影装置１は、ＤＭＤ５５１（光変調素子）を安定して移動させることができる。 For this reason, the movement of the DMD 551 is inhibited from being inhibited by the weight of the heat sink 70. Therefore, in the present embodiment, the image projector 1 can stably move the DMD 551 (light modulation element).
ここで、本実施の形態では、ＤＭＤ５５１は、ＤＭＤ５５１の画像生成面がＺＹ平面と一致するように、ＺＹ平面に沿って移動可能に可動部材５５Ａによって支持されている。このため、ＤＭＤ５５１は、ＺＹ平面に沿って、鉛直方向であるＺ方向や反鉛直方向へ移動する。 Here, in the present embodiment, the DMD 551 is supported by the movable member 55A so as to be movable along the ZY plane so that the image generation plane of the DMD 551 coincides with the ZY plane. For this reason, the DMD 551 moves along the ZY plane in the Z direction, which is the vertical direction, or in the anti-vertical direction.
このとき、ヒートシンク７０とＤＭＤ５５１とを一体的に移動させていた従来の技術では、ヒートシンク７０の重量によって、ＤＭＤ５５１の移動が安定して行えない場合がある。特に、ＤＭＤ５５１を反鉛直方向（重力に逆らう方向）に移動させる場合、ヒートシンク７０の重量によって正確な移動が困難となる場合がある。このような場合、ＤＭＤ５５１を半画素分周期的に移動させることなどによる高解像度化を精度良く行うことが困難となる。 At this time, in the conventional technique in which the heat sink 70 and the DMD 551 are moved integrally, the DMD 551 may not be stably moved due to the weight of the heat sink 70. In particular, when the DMD 551 is moved in an anti-vertical direction (a direction against gravity), accurate movement may be difficult due to the weight of the heat sink 70. In such a case, it is difficult to increase the resolution with high accuracy by periodically moving the DMD 551 by half a pixel.
一方、本実施の形態の画像投影装置１では、ＤＭＤ５５１を冷却するヒートシンク７０は、固定部材５１Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動不可能に配置、すなわち、固定されている。 On the other hand, in the image projection apparatus 1 according to the present embodiment, the heat sink 70 that cools the DMD 551 is disposed so as not to move relative to the illumination optical unit 40 by the fixing member 51A, that is, is fixed.
このため、ヒートシンク７０の重量によってＤＭＤ５５１の移動が阻害されることが抑制される。従って、本実施の形態では、画像投影装置１は、ＤＭＤ５５１（光変調素子）を安定して移動させることができる。また、画像投影装置１は、投影される画像の高解像度化を精度良く図ることができる。 For this reason, the movement of the DMD 551 is inhibited from being inhibited by the weight of the heat sink 70. Therefore, in the present embodiment, the image projector 1 can stably move the DMD 551 (light modulation element). Further, the image projecting apparatus 1 can improve the resolution of the projected image with high accuracy.
また、本実施の形態では、画像生成ユニット５０（画像生成手段）が、ＤＭＤ５５１（光変調素子）と、可動部材５５Ａと、ヒートシンク７０（冷却部材）と、固定部材５１Ａと、を備えることができる。 In the present embodiment, the image generation unit 50 (image generation means) can include a DMD 551 (light modulation element), a movable member 55A, a heat sink 70 (cooling member), and a fixed member 51A. .
また、ヒートシンク７０（冷却部材）とＤＭＤ５５１（光変調素子）とを熱的に接続する熱伝導部材７２を備えることが好ましい。 Further, it is preferable to include a heat conducting member 72 that thermally connects the heat sink 70 (cooling member) and the DMD 551 (light modulation element).
また、画像投影装置１は、可動部材５５Ａによって支持されたＤＭＤ５５１（光変調素子）を、照明光学ユニット４０に対して移動させる制御を行う移動制御部１２を備えることができる。 Further, the image projection apparatus 1 can include a movement control unit 12 that performs control to move the DMD 551 (light modulation element) supported by the movable member 55 </ b> A with respect to the illumination optical unit 40.
（変形例１）
上記実施の形態では、画像生成ユニット５０が、ＤＭＤ５５１（光変調素子）と、可動部材５５Ａと、ヒートシンク７０（冷却部材）と、固定部材５１Ａと、を備えた形態を説明した。しかし、ヒートシンク７０は、照明光学ユニット４０に対して移動不可能に支持されていればよく、画像生成ユニット５０において固定される形態に限定されない。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the image generation unit 50 has been described as having the DMD 551 (light modulation element), the movable member 55A, the heat sink 70 (cooling member), and the fixed member 51A. However, the heat sink 70 only needs to be supported so as not to move with respect to the illumination optical unit 40, and is not limited to a form fixed in the image generation unit 50.
例えば、ヒートシンク７０を、照明光学ユニット４０に設けた構成としてもよい。 For example, the heat sink 70 may be provided in the illumination optical unit 40.
図１８は、本変形例の画像投影装置１Ａの機能構成を例示するブロック図である。画像投影装置１Ａは、光学エンジン１５に代えて光学エンジン１５Ａを備えた以外は、上記実施の形態の画像投影装置１と同様である。 FIG. 18 is a block diagram illustrating a functional configuration of an image projection apparatus 1A according to the present modification. The image projecting apparatus 1A is the same as the image projecting apparatus 1 of the above embodiment except that the optical engine 15A is provided instead of the optical engine 15.
光学エンジン１５Ａは、照明光学ユニット４０および画像生成ユニット５０に代えて、照明光学ユニット４０Ａおよび画像生成ユニット５０Ａを備えた以外は、上記実施の形態の光学エンジン１５と同様である。 The optical engine 15A is the same as the optical engine 15 of the above-described embodiment, except that the illumination optical unit 40A and the image generation unit 50A are provided instead of the illumination optical unit 40 and the image generation unit 50.
照明光学ユニット４０Ａは、上述した照明光学ユニット４０の構成部材に加えて、更に、ヒートシンク７０と、ヒートシンク７０を支持する固定部材５１００Ａと、を備える。 In addition to the components of the illumination optical unit 40 described above, the illumination optical unit 40A further includes a heat sink 70 and a fixing member 5100A that supports the heat sink 70.
固定部材５１００Ａは、ヒートシンク７０を、照明光学ユニット４０Ａの光学系に対して移動不可能に支持する。すなわち、本変形例では、固定部材５１００Ａは、照明光学ユニット４０Ａに設けられ、照明光学ユニット４０Ａに固定した状態でヒートシンク７０を支持する。 The fixing member 5100A supports the heat sink 70 so as not to move with respect to the optical system of the illumination optical unit 40A. That is, in this modification, the fixing member 5100A is provided in the illumination optical unit 40A, and supports the heat sink 70 in a state of being fixed to the illumination optical unit 40A.
固定部材５１００Ａは、照明光学ユニット４０Ａの筐体などに固定されていればよく、その固定形態は限定されない。 The fixing member 5100A only needs to be fixed to the housing of the illumination optical unit 40A, and the fixing form is not limited.
画像生成ユニット５０Ａは、固定ユニット５１が、固定部材５１Ａおよびヒートシンク７０を備えない点以外は、画像生成ユニット５０と同様である。 The image generation unit 50A is the same as the image generation unit 50 except that the fixing unit 51 does not include the fixing member 51A and the heat sink 70.
なお、照明光学ユニット４０Ａに設けられたヒートシンク７０と、画像生成ユニット５０Ａの可動ユニット５５に設けられたＤＭＤ５５１と、は、熱伝導部材７２によって熱的に接続されている。なお、熱伝導部材７２は、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱的に接続するように配置されていればよく、その配置は限定されない。 The heat sink 70 provided in the illumination optical unit 40A and the DMD 551 provided in the movable unit 55 of the image generation unit 50A are thermally connected by a heat conducting member 72. Note that the heat conducting member 72 is not limited as long as it is disposed so as to thermally connect the DMD 551 and the heat sink 70.
このように、本変形例では、照明光学ユニット４０Ａが、固定部材５１００Ａと、ヒートシンク７０と、を有する。そして、ヒートシンク７０は、固定部材５１００Ａによって照明光学ユニット４０Ａに固定されている。一方、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって照明光学ユニット４０Ａに対して移動可能に配置されている。このため、ヒートシンク７０の重量によってＤＭＤ５５１の移動が阻害されることが抑制される。従って、本変形例では、上記実施の形態と同様に、ＤＭＤ５５１（光変調素子）を安定して移動させることができる。 As described above, in this modification, the illumination optical unit 40A includes the fixing member 5100A and the heat sink 70. The heat sink 70 is fixed to the illumination optical unit 40A by a fixing member 5100A. On the other hand, the DMD 551 is arranged to be movable with respect to the illumination optical unit 40A by a movable member 55A. For this reason, the movement of the DMD 551 is inhibited from being inhibited by the weight of the heat sink 70. Therefore, in the present modification, the DMD 551 (light modulation element) can be moved stably as in the above embodiment.
（変形例２）
また、ヒートシンク７０を、投影ユニット６０に設けた構成としてもよい。
(Modification 2)
Further, the heat sink 70 may be provided in the projection unit 60.
図１９は、本変形例の画像投影装置１Ｂの機能構成を例示するブロック図である。画像投影装置１Ｂは、光学エンジン１５に代えて光学エンジン１５Ｂを備えた以外は、上記実施の形態の画像投影装置１と同様である。 FIG. 19 is a block diagram illustrating a functional configuration of an image projection apparatus 1B according to this modification. The image projection apparatus 1B is the same as the image projection apparatus 1 of the above embodiment except that the optical engine 15B is provided instead of the optical engine 15.
光学エンジン１５Ｂは、画像生成ユニット５０および投影ユニット６０に代えて、画像生成ユニット５０Ｂおよび投影ユニット６０Ｂを備えた以外は、上記実施の形態の光学エンジン１５と同様である。 The optical engine 15B is the same as the optical engine 15 of the above embodiment, except that the image generating unit 50B and the projection unit 60B are provided instead of the image generating unit 50 and the projection unit 60.
投影ユニット６０Ｂは、上述した投影ユニット６０の構成部材（光学系）に加えて、更に、ヒートシンク７０と、ヒートシンク７０を支持する固定部材５２００Ａと、を備える。 The projection unit 60 </ b> B includes a heat sink 70 and a fixing member 5200 </ b> A that supports the heat sink 70 in addition to the constituent members (optical system) of the projection unit 60 described above.
固定部材５２００Ａは、ヒートシンク７０を、照明光学ユニット４０に対して移動不可能に支持する。すなわち、本変形例では、固定部材５２００Ａは、投影ユニット６０Ｂに設けられ、投影ユニット６０Ｂに固定された状態でヒートシンク７０を支持する。 The fixing member 5200A supports the heat sink 70 so as not to move with respect to the illumination optical unit 40. That is, in this modification, the fixing member 5200A is provided in the projection unit 60B and supports the heat sink 70 in a state of being fixed to the projection unit 60B.
固定部材５２００Ａは、投影ユニット６０Ｂの筐体などに固定されていればよく、その固定形態は限定されない。 The fixing member 5200A only needs to be fixed to the housing of the projection unit 60B, and the fixing form is not limited.
画像生成ユニット５０Ｂは、固定ユニット５１が、固定部材５１Ａおよびヒートシンク７０を備えない点以外は、画像生成ユニット５０と同様である。 The image generation unit 50B is the same as the image generation unit 50 except that the fixing unit 51 does not include the fixing member 51A and the heat sink 70.
なお、投影ユニット６０Ｂに設けられたヒートシンク７０と、画像生成ユニット５０Ｂの可動ユニット５５に設けられたＤＭＤ５５１と、は、熱伝導部材７２によって熱的に接続されている。なお、熱伝導部材７２は、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱的に接続するように配置されていればよく、その配置は限定されない。 The heat sink 70 provided in the projection unit 60B and the DMD 551 provided in the movable unit 55 of the image generation unit 50B are thermally connected by a heat conducting member 72. Note that the heat conducting member 72 is not limited as long as it is disposed so as to thermally connect the DMD 551 and the heat sink 70.
このように、本変形例では、投影ユニット６０Ｂが、固定部材５２００Ａと、ヒートシンク７０と、を有する。そして、ヒートシンク７０は、固定部材５２００Ａによって、投影ユニット６０Ｂに固定されている。一方、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動可能に配置されている。このため、ヒートシンク７０の重量によってＤＭＤ５５１の移動が阻害されることが抑制される。従って、本変形例では、上記実施の形態と同様に、ＤＭＤ５５１（光変調素子）を安定して移動させることができる。 Thus, in the present modification, the projection unit 60B includes the fixing member 5200A and the heat sink 70. The heat sink 70 is fixed to the projection unit 60B by a fixing member 5200A. On the other hand, the DMD 551 is arranged to be movable with respect to the illumination optical unit 40 by a movable member 55A. For this reason, the movement of the DMD 551 is inhibited from being inhibited by the weight of the heat sink 70. Therefore, in the present modification, the DMD 551 (light modulation element) can be moved stably as in the above embodiment.
（変形例３）
なお、ヒートシンク７０を、画像投影装置１の筐体に設けた構成としてもよい。
(Modification 3)
Note that the heat sink 70 may be provided in the housing of the image projection apparatus 1.
図２０は、本変形例の画像投影装置１Ｃの機能構成を例示するブロック図である。画像投影装置１Ｃは、光学エンジン１５に代えて光学エンジン１５Ｃを備えた以外は、上記実施の形態の画像投影装置１と同様である。 FIG. 20 is a block diagram illustrating a functional configuration of an image projection apparatus 1C according to the present modification. The image projecting apparatus 1C is the same as the image projecting apparatus 1 of the above embodiment except that the optical engine 15C is provided instead of the optical engine 15.
光学エンジン１５Ｃは、画像生成ユニット５０に代えて、画像生成ユニット５０Ｃを備えた以外は、上記実施の形態の光学エンジン１５と同様である。 The optical engine 15C is the same as the optical engine 15 of the above-described embodiment except that the image generating unit 50C is provided instead of the image generating unit 50.
画像生成ユニット５０Ｃは、固定ユニット５１が、固定部材５１Ａおよびヒートシンク７０を備えない点以外は、画像生成ユニット５０と同様である。 The image generation unit 50C is the same as the image generation unit 50 except that the fixing unit 51 does not include the fixing member 51A and the heat sink 70.
本実施の形態では、ヒートシンク７０は、固定部材５３００Ａによって、画像投影装置１Ｃの筐体に固定されている。このため、ヒートシンク７０は、固定部材５３００Ａによって、投影ユニット６０Ｂに対して移動不可能支持される。 In the present embodiment, the heat sink 70 is fixed to the housing of the image projection apparatus 1C by a fixing member 5300A. Therefore, the heat sink 70 is supported by the fixing member 5300A so as not to move with respect to the projection unit 60B.
なお、固定部材５３００Ａは、画像投影装置１Ｃの筐体に固定されていればよく、その固定形態は限定されない。 The fixing member 5300A only needs to be fixed to the housing of the image projection apparatus 1C, and the fixing form is not limited.
固定部材５３００Ａによって支持されたヒートシンク７０と、画像生成ユニット５０Ｃの可動ユニット５５に設けられたＤＭＤ５５１と、は、熱伝導部材７２によって熱的に接続されている。なお、熱伝導部材７２は、ＤＭＤ５５１とヒートシンク７０とを熱的に接続するように配置されていればよく、その配置は限定されない。 The heat sink 70 supported by the fixed member 5300A and the DMD 551 provided in the movable unit 55 of the image generation unit 50C are thermally connected by the heat conducting member 72. Note that the heat conducting member 72 is not limited as long as it is disposed so as to thermally connect the DMD 551 and the heat sink 70.
このように、本変形例では、ヒートシンク７０は、固定部材５３００Ａによって、画像投影装置１Ｃの筐体に固定されている。一方、ＤＭＤ５５１は、可動部材５５Ａによって照明光学ユニット４０に対して移動可能に配置されている。このため、ヒートシンク７０の重量によってＤＭＤ５５１の移動が阻害されることが抑制される。従って、本変形例では、上記実施の形態と同様に、ＤＭＤ５５１（光変調素子）を安定して移動させることができる。 As described above, in this modification, the heat sink 70 is fixed to the housing of the image projection apparatus 1C by the fixing member 5300A. On the other hand, the DMD 551 is arranged to be movable with respect to the illumination optical unit 40 by a movable member 55A. For this reason, the movement of the DMD 551 is inhibited from being inhibited by the weight of the heat sink 70. Therefore, in the present modification, the DMD 551 (light modulation element) can be moved stably as in the above embodiment.
以上、本発明の実施の形態および変形例を説明したが、上述の実施の形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 As mentioned above, although embodiment and the modification of this invention were demonstrated, the above-mentioned embodiment and modification are shown as an example, and are not intending limiting the range of invention. The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 画像投影装置
１２ 移動制御部
４０ 照明光学ユニット
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ 画像生成ユニット
６０ 投影ユニット
５１Ａ、５１００Ａ、５２００Ａ、５３００Ａ 固定部材
５５Ａ 可動部材
７０ ヒートシンク
５５１ ＤＭＤ
1, 1A, 1B, 1C Image projection device 12 Movement control unit 40 Illumination optical unit 50, 50A, 50B, 50C Image generation unit 60 Projection unit 51A, 5100A, 5200A, 5300A Fixed member 55A Movable member 70 Heat sink 551 DMD
Claims (6)
前記光源から照射された光を前記光変調素子へ導く照明光学手段と、
前記光変調素子により生成された画像を投影する投影手段と、
前記光変調素子を冷却する冷却部材と、
前記光変調素子を、前記照明光学手段に対して移動可能に支持する可動部材と、
前記冷却部材を、前記照明光学手段に対して移動不可能に支持する固定部材と、
を備える、画像投影装置。 A light modulation element that generates an image using light emitted from a light source;
Illumination optical means for guiding light emitted from the light source to the light modulation element;
Projection means for projecting an image generated by the light modulation element;
A cooling member for cooling the light modulation element;
A movable member that movably supports the light modulation element with respect to the illumination optical means;
A fixing member that supports the cooling member so as not to move with respect to the illumination optical means;
An image projection apparatus comprising:
前記画像生成手段は、
前記光変調素子と、前記可動部材と、前記冷却部材と、前記固定部材と、を有する、請求項１に記載の画像投影装置。 An image generating means having the light modulation element;
The image generating means includes
The image projection apparatus according to claim 1, comprising the light modulation element, the movable member, the cooling member, and the fixed member.
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像投影装置。 A movement control unit that performs control to move the light modulation element supported by the movable member with respect to the illumination optical unit;
The image projection apparatus of any one of Claims 1-5.
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